Modul ini membolehkan murid membina unit bekalan kuasa dc teratur boleh laras dan dapat memahami bagaimana unit ini berfungsi.

4.1 BEKALAN KUASA

Kuasa elaktrik yang dibekalkan dalam negara kita adalan dalam bentuk ac 240V RMS dan 50Hz. Walau

bagaimana pun voltan dc amat diperlukan untuk mengendalikan sebahagian besar alatan elektronik

contohnya Radio. Peralatan elektronik lain juga memerlukan voltan dc samada dalam nilai yang lebih tinggi

atau rendah dan memerlukan voltan dc yang stabil. Bekalan kuasa dc adalah merupakan satu liitar elektronik

yang menukarkan voltan bekalan utama ac 240V kepada voltan dc yang diperlukan.

Litar bekalan kuasa dc mengandungi 4 komponen atau bahagian utama :

1. Pengubah : Menurun atau menaikan voltan ac masukan 240V kepada nilai yang dikehendaki.

2. Penerus : Menukarkan voltan ac kepada voltan dc berdenyut.

3. Penapis : Proses untuk menghasilkan voltan dc yang linar tanpa berdenyut.

4. Pengatur : Kebolehan bekalan kuasa menghasilkan voltan dc yang tetap walaupun berlaku

perubahan pada beban keluaran atau voltan masukan.

Rajah 4.1 menunjukkan gambarajah blok bekalan kuasa lelurus.

OBJEKTIF

OBJEKTIF

Pengubah Penerus Penapis Pengatur Voltan

Voltan ac. Voltan dc.

BEKALAN KUASA DCMODUL 4

Diakhir modul ini murid akan dapat :

1. Menerangkan kendalian litar bekalan kuasa DC.

2. Menyambung litar bekalan kuasa teratur boleh laras.

3. Mengesan kerosakan litar bekalan kuasa teratur boleh

laras menggunakan meter pelbagai dan osiloskop.

4. Menerangkan kendalian litar bekalan kuasa teratur

boleh laras.

5. Mengamalkan langkah-langkah keselamatan.

Pengubah

Gambarajah blok bekalan kuasa a.t. mempunyai lima peringkat. Setiap peringkat mempunyai fungsi

masing-masing. Blok yang pertama ialah pengubah ( transformer ). Pengubah yang biasa digunakan

ialah pengubah penurun ( step-down transformer ). Bahagian primer pengubah bekalan kuasa

disambungkan kepada bekalan kuasa ac 240V 50 Hz di Malaysia dan bahagian sekunder diturunkan

mengikut kesesuaian peralatan elektronik yang digunakan.

Selain daripada itu oleh kerana pengubah terbina dari dua belitan gelung primer dan sekunder yang

tiada langsung hubungan terus antara keduanya melainkan dengan proses aruhan, maka

penggunaannya juga bertujuan untuk mengasingkan rangkaian litar-litar dipihak sekunder daripada

talian bekalan ac yang tinggi di pihak primer. Pengasingan ini dapat mengelakkan pengguna dipihak

sekunder dari terkena kejutan elektrik voltan AC yang tinggi. Pengasingan itu juga dapat

mengelakkan litar primer menerima kesan dari sebarang kerosakan litar di lilitan sekunder.

Pengubah mempunyai belitan primer dan belitan sekunder. Nisbah bilangan belitan primer kepada

bilangan belitan sekunder adalah nisbah lilitan pengubah.

Nisbah voltan berkadaran kepada voltan teraruh di lilitan primer kepada lilitan sekunder.

Rajah 4.1 : Gambarajah Blok Bekalan kuasa Lelurus

Nisbah lilitan transformer =

Rajah 4.2 : Transformer

Apabila jumlah lilitan sekunder sedikit dibandingkan dengan lilitan primer, voltan di sekunder lebih

rendah dari voltan di primer. Voltan sekunder boleh dikira dengan.

Contoh :

Satu pengubah dengan nisbah lilitan 4:1 dibekalkan dengan voltan 240 V 50Hz. Kirakan voltan

sekundernya.

Penyelesaian :

Rajah 4.3 : Pengubah Tap Tengah

PENERUS

i. PENERUS GELOMBANG SEPARUH

Diod adalah merupakan satu komponen elektronik yang mempunyai rintangan yang sangat rendah

semasa ia dipincang hadapan dan mempunyai rintangan yang amat tinggi apabila dipincang

songsang. Arus hanya akan mengalir melalui diod apabila ia dipincang hadapan dan akan menentang

pengaliran arus semasa dipincang songsang, ini bermakna bahawa diod hanya membenarkan arus

mengalir melaluinya dalam satu arah sahaja.

Rajah 4.2 adalah satu litar mudah penerus gelombang separuh menggunakan diod separuh pengalir.

Rajah 4.2 Litar penerus gelombang separuh

Apabila titik A menerima separuh kitar positif, voltan yang teraruh akan menghasilkan setengah kitar

positif juga di titik B, dengan yang demikian anod akan menerima voltan positif pada anod yang

menjadikan diod dipincang hadapan, maka diod akan membenarkan arus mengalir melaluinya. Arus

akan mengalir dari titik B, melalui diod ke sebelah bahagian atas perintang bebab RL yang menjadi

kekutuban positif dan terus ke bahagian bawah perintang RL yang menjadi kekutuban negatif dan

kembali ke titik B melalui belitan sekunder pengubah. Hasilnya setengah kitar positif akan terhasil

pada titik keluaran.

Sebaliknya apabila titik A menerima separuh kitar negatif menjadikan titik B juga negatif, diod akan

dipincang songsang, maka diod dalam keadaan tidak membenarkan arus mengalir melaluinya,

Vs = 1 x 240V 4 = 60 V

Vs = x Vp

dengan yang demikian tiada voltan keluaran akan terhasil pada titik keluaran. Bentuk gelombang

masukan dan keluaran ditunjukkan dalam rajah 4.3

Rajah 4.3 Bentuk gelombang masukan dan keluaran penerus gelombang separuh

ii. PENERUS GELOMBANG PENUH

Penerus gelombang penuh mempunyai dua diod separuh pengalir dan pengubah bertap tengah pada

belitan sekunder seperti dalam rajah 4.4

Rajah 4.4 Litar penerus gelombang penuh

Merujuk kepada rajah 4.5. Apabila titik A pada setengah kitar positif, titik C akan menjadi negatif

manakala titik B adalah keupayaan kosong. D1 akan dipincang hadapan sebab anod D1 menerima

voltan positif manakala D2 dipincang songsang sebab anod D2 menerima voltan negatif. Arus akan

mengalir melalui D1, perintang beban RL dan balik ke titik A melalui titik B tap tengah belitan

sekunder. Dalam keadaan ini hanya D1 sahaja yang membenarkan arus mengalir manakala D2 berada

pada keadaan tidak berfungsi (off). Oleh itu setengah kitar positif akan terhasil merentas RL pada titik

keluaran.

Pada setengah kitar lagi, titik A adalah setengah kitar negatif dan titik C positif. Dalam keadaan ini

D1 akan dipincang songsang dan D2 dipincang hadapan. D2 akan membenarkan arus mengalir

manakala D2 dalam keadaan tidak berfungsi (off). Arus akan mengalir dari titik C melalui D2 dan

perintang beban RL dan balik ke titik C melalui tap tengah belitan sekunder titik B. Oleh itu setengah

kitar positif juga akan terhasil merentas RL pada titik keluaran.

Bentuk gelombang masukan dan keluaran ditunjukkan dalam rajah 4.5

Rajah 4.5 Bentuk gelombang masukan dan keluaran penerus gelombang penuh

iii. PENERUS TETIMBANG

Penerus tetimbang juga adalah merupakan satu lagi jenis penerus gelombang penuh. Tatarajah

penerus tetimbang adalah dimana ia menggunakan empat diod separuh pengalir dan pengubah yang

sama seperti yang digunakan dalam penerus gelombang separuh iaitu pengubah yang tidak bertap

tengah. Dalam penerus jenis ini, dua diod akan berfungsi dalam satu masa dan dua diod lagi dalam

keadaan tidak berfungsi (off). Rajah 4.6 menunjukkan litar penerus tetimbang dan bentuk gelonbang

keluaran yang terhasil.

Rajah 4.6 Litar penerus tetimbang

Merujuk kepada rajah 4.6. Apabila titik A pada setengah kitar positif maka titik B akan menjadi

negatif, oleh yang demikian diod D3 dan D4 akan dipincang hadapan sebab anod D3 mendapat voltan

positif manakala katod D4 mendapat voltan negatif. Manakala D1 dan D2 dipincang songsang sebab

katod D1 menerima voltan positif manakala anod D2 menerima voltan negatif. Arus akan mengalir

dari titik A melalui D3, RL yang mana setengah kitar positif terhasil merentas RL iaitu pada titik

keluaran, seterusnya arus akan mengalir melalui bumi ke titik B dan terus balik ke titik A melalui

belitan sekunder.

Sebaliknya apabila titik A menerima setengah kitar negatif manakala titik B adalah positif, maka D1

dan D2 akan mendapat pincang hadapan sebaliknya D3 dan D4 dipincang songsang. Dengan yang

demikian arus akan mengalir dari titik B melalui D2 ke punca positif RL terus ke bumi, maka

setengah kitar positif akan terhasil merentas RL iaitu pada titik keluaran, seterusnya arus akan terus

mengalir melalui D1 ke titik A dan balik ketitik B melalui belitan sekunder.

Penapis

Keluaran litar penerus adalah voltan dc berdenyut. Untuk mendapatkan voltan dc keluaran

yang lebih linar, penapis diperlukan. Rajah 4.7 menunjukkan bentuk gelombang sebelum

dan selepas litar penapis.

Tugas utama penapis ialah untuk menukarkan voltan dc berdenyut kepada voltan dc yang tulin tanpa

denyut atau riak seperti keluaran voltan dc dari sebuah bateri.

Walau bagaimana pun, tidak semua penapis dapat menghasilkan voltan dc tulin. Voltan keluaran

penapis biasanya voltan dc yang masih belum linar. Voltan ini adalah percampuran voltan dc dan

sedikit voltan ac yang dipanggil sebagai voltan riak. Rajah 4.8 menunjukkan bentuk gelombang

voltan dc tulin.

Satu litar penapis diperlukan untuk mengurangkan atau membuang semua voltan riak. Litar penapis

yang biasa digunakan ialah penapis menggunakan kapasitor sahaja atau RC.

V

Litar Penerus Gelombang Separuh

Litar Penapis

V

t t

V

t

Voltan a.t. berdenyut Voltan a.t. beriak

Rajah 4.7 : Gelombang keluaran sebelum dan selepas penapis

Va.t.

V

t

Rajah 4.8 : Voltan dc. tulen

i Penapis kapasitor C

Penapis yang asas adalah penapis kapasitor di mana kapasitor dipasang selari dengan perintang

beban (RL) seperti rajah 4.9

Rajah 4.9 : Penapis kapasitor

Antara kebolehan kapasitor ialah menyimpan dan membuang cas. Ia menerima cas apabila ada

bezaupaya merentasinya, kemudian menyimpannya selama mungkin dan cas itu akan hanya

dinyahcas apabila ada pengaliran lengkap untuk arus mengalir antara dua hujungnya.

Rajah 4.10 : Bentuk gelombang masukan dan keluaran penapis kapasitor dari penerus gelombang separuh

Apabila voltan 12V susut merentasi RL sewaktu permulaan masukan setengah kitar positif yang

pertama, kapasitor C juga akan mendapat cas 12V seperti yang ditunjuk pada gelombang keluaran

dari A ke B. Kemudian, apabila VRL ini menurun untuk menjadi 0, kapasitor C mula membuang cas.

Masa yang diambil oleh kapasitor C untuk membuang cas ini adalah lebih panjang seperti yang

ditunjukkan dalam rajah 4.10, iaitu dari B ke C. Tetapi sebelum sempat kapasitor C habis membuang

casnya sehingga sifar, satu lagi denyut voltan masukan bagi setengah kitar positif yang kedua ujud

merentasi RL ditunjukkan pada titik L, menyebabkan C1 sekali lagi mendapat cas sehingga 12V ( ke

titik M ).

Hal yang sama pun berlaku berulang kali pada setiap setengah kitar voltan masukan. Perhatikan

bahawa kapasitor C akan membuang cas dari M ke N, tetapi sampai di X ia mendapat cas semula

dari denyut ketiga. Begitulah seterusnya.

Akibat dari proses ini, voltan keluaran yang terhasil kini hanya berubah dari lingkungan l5V ke 12V

( perubahan lebih kurang 7Vpp saja ), tidak lagi berubah begitu banyak seperti sebelum ditapis iaitu

dari 0 ke 12V (perubahan 12Vp-p). Ini bermakna kapasitor C telah dapat mengurangkan nilai Vp-p

voltan riak.

Nilai kapasitor yang sesuai diperlukan untuk mengurangkan voltan riak ini kepada satu perubahan

yang paling minima, sehingga boleh mencapai satu nilai voltan a.t. yang tulin dan bersih iaitu

sehingga sifar.

Rajah 4.11 menjelaskan bahawa nilai kapasitor yang lebih besar akan mengurangkan voltan riak

dimana kapasitor yang bernilai tinggi akan mengambil masa yang lebih panjang untuk membuang

cas, iaitu angkatap masanya lama ( t = RC ).

Rajah 4.11 : Bentuk gelombang voltan riak bagi nilai Kapasitor C 10uF dan 100uF

Rajah 4.11 menunjukkan bahawa, dengan menggunakan kapasitor penapis C bernilai 10uF, masa

yang diambil untuk membuang cas ialah hingga ke titik C. Voltan riaknya kelihatan bernilai besar.

Dengan menggunakan kapasitor penapis C bernilai 100uF pula, nilai voltan riaknya berkurang

sedikit kerana angkatap masa kapasitor itu lebih panjang iaitu sehingga titik Q.

Dengan menambah nilai kapasitor, voltan riak akan dapat dikurangkan sehinggalah ada suatu nilai

kapasitor yang mempunyai angkatap masa yang cukup panjang untuk mendapatkan voltan a.t. bersih

tanpa riak dan tetap.

ii Penapis R-C

Penapis RC ialah satu litar yang kita tambah selepas penapis kapasitor. Penapis RC terhasil dengan

meletakkan satu perintang bersiri dan satu kapasitor selari dengan beban ( R L ). Perintang (R) akan

menyusutkan voltan riak kepada suatu nilai yang lebih kecil. Kapasitor C2 membantu proses

penapisan voltan riak yang masih ada disamping itu sedikit voltan akan susut merentas R. Rajah 4.12

menunjukkan satu litar penapis RC yang disambung selepas peringkat penerus.

Walau bagaimana pun, penapis RC ini telah menimbulkan sedikit keburukan iaitu nilai voltan dc

keluaran merentas RL juga akan tersusut kepada suatu nilai yang lebih rendah sebab voltan akan

susut merentas R yang disambung sesiri dengan talian voltan.

Pengatur voltan

Bekalan kuasa yang baik mesti mempunyai pengatur voltan, dimana fungsi pengatur voltan ini

adalah untuk menghasilkan voltan dc yang stabil walaupun berlaku perubahan beban keluaran atau

voltan masukan. Tanpa pengatur voltan, voltan keluaran akan berubah apabila bekalan masukan atau

rintangan beban berubah.

Rajah 4.13, menunjukkan simulasi pengatur voltan dimana litar ini menerima voltan dc dari penerus

dan penapis sebanyak 15V dan keluaran pengatur memerlukan voltan sebanyak 12V yang telah susut

merentas RA sebanyak 3V. Sekiranya berlaku perubahan kepada beban RL yang menyebabkan voltan

keluaran berkurang maka nilai RA perlulah juga dikurangkan supaya voltan keluaran akan tetap

kepada 12V, untuk melaras RA secara manual adalah mustahil, oleh yang demikian satu litar

pengatur voltan perlulah diadakan untuk mengatur voltan itu secara automatik.

Rajah 4.13 : Simulasi pengatur voltan

Terdapat tiga litar pengatur voltan yang biasa digunakan:-

pengatur voltan diod zener

pengatur voltan siri bertransistor

Rajah 4.12 : Penapis RC

pengatur voltan litar bersepadu (I.C)

i Pengatur voltan diod zener

Pengatur voltan mudah adalah dengan menggunakan diod zener. Diod Zener akan beroperasi sebagai

pengatur voltan semasa pincang songsang. Diod Zener mempunyai keistimewaan yang tersendiri

iaitu boleh mengaturkan voltan jika beroperasi di dalam kawasan zener. Untuk beroperasi di

kawasan zener, voltan masukan mesti lebih besar daripada voltan zener dan rintangan beban tidak

menyebabkan arus zener menjadi kosong.

Rajah 4.14 : Pengatur voltan menggunakan diod zener

ii Pengatur voltan bertransistor

Terdapat dua jenis pengatur voltan bertransistor :

a) Pengatur transistor pirau

b) Pengatur transistor siri

a) Pengatur transistor pirau

Rajah 4.15 menunjukkan litar pengatur voltan jenis transistor pirau. Diod zener digunakan untuk

mebberikan voltan yang tetap antara tapak dan pemungut transistor Q1.

Jika rintangan beban bertambah, voltan keluaran akan turut meningkat iaitu menjadi lebih positif.

Maka ini bermakna voltan merentas DZ/RS juga bertambah iaitu voltan Rs yang meningkat sebab

voltan DZ tetap. Peningkatan voltan susut merentas RS menjadikan pincang hadapan transistor Q1 dan

Q2 bertambah, dengan bertambahnya voltan pincang Q2 menjadikan IC transistor Q2 meningkat, oleh

yang demikian menjadikan lebih banyak voltan akan susut merentas R1, maka ia akan mengurangkan

semula voltan keluaran kenilai yang asal.

Apabila rintangan beban berkurang, maka kendalian litar adalah sebaliknya. Apabila voltan masukan

berubah maka voltan keluaran juga akan berubah sepertimana perubahan yang berlaku di masukan,

maka litar akan mengatur semula voltan keluarannya supaya tetap.

Rajah 4.15 : Pengatur voltan transistor pirau

b) Pengatur transistor siri.

Transistor yang disambung sesiri dengan beban akan mengawal nilai voltan masukan yang

dibenarkan ke keluaran. Voltan keluaran akan disampelkan oleh satu litar yang membekalkan voltan

suapbalik yang akan dibandingkan dengan voltan rujukan.

Rajah 4.16, adalah satu litar pengatur siri mudah. Perintang RS adalah untuk membolehkan arus

songsang diod zener dikendalikan pada kawasan runtuh (breakdown region) ini untuk memastikan

tapak Q1 pada nilai yang tetap pada nilai DZ 12V. Nilai voltan keluaran pengatur adalah lebih rendah

dari nilai DZ sebab VDZ – VBE dimana VBE ialah 0.6V. Manakala voltan susut merentas pemungut dan

pengeluar (VCE) ialah :

VCE = Vin - Vout

= 18 – 11.4

= 6.6V

Sekiranya rintangan beban dalam litar yang dirtunjukkan dalam rajah 4.15 berkurang, voltan

keluaran (VOUT) juga akan menyusut iaitu menjadi kurang positif, ini bermakna voltan pengeluar (VE)

transistor Q1 juga berkurang, iaitu berkurang positif atau bertambah negatif, maka VBE akan

bertambah.

Apabila pincang hadapan sesuatu transistor bertambah, rintangan antara pemungut dan pengeluar

(RCE) akan berkurang. Oleh yang demikian voltan susut merentas pemungut dan pengeluar (VCE)

transistor Q1 akan berkurang maka akan mengembalikan nilai voltan keluaran kepada nilai yang asal.

Begitu juga sebaliknya jika perubahan berlaku kepada masukan voltan dc tak teratur. Contohnya jika

voltan masukan bertambah, vltan keluaran pengatur juga akan bertambah. Ini akan menjadikan

pengeluar Q1 menjadi hampir kepada nilai voltan dasar, menjadikan voltan pincang VBE berkurang.

Berkurangnya VBE menjadikan RCE bertambah dan VCE bertambah, maka voltan keluaran dapat

dikurangkan kenilai yang asal.

Rajah 4.17 adalah gambarajah blok pengatur voltan boleh laras.

Transistor pengatur siri : mengawal sebarang perubahan voltan pada keluaran supaya voltan

keluaran dalam keadaan yang tetap.

Sampel dan pelarasan : sebahagian voltan teratur di suapbalik ke pembanding dan melaras

voltan dc keluaran yang dikehendaki..

Voltan rujukan : mempunyai voltan rujukan yang tetap.

Pembanding : membandingkan dua voltan iaitu voltan rujukan dan vltan sample.

Penguat ralat : Menerima sebarang perubahan voltan antara voltan sample dan voltan

rujukan untuk memberi pincang kepada penguat. Isyarat ralat tadi

disalurkan ke transistor pengatur siri untuk melaras pincang depan

transistor.

Rajah 4.16 : Pengatur Voltan Siri Bertransistor

Rajah 4.17 : Gambarajah blok pengatur voltan boleh laras

Rajah 4.18 adalah satu lagi litar pengatur voltan siri dimana keluarannya boleh dilaras. Litar ini

mempunyai dua fungsi :

1. Voltan keluaran boleh dilaras kepada nilai voltan minima dan maksima yang

dikehendaki.

2. Mengatur voltan keluaran supaya tetap.

Rajah 4.18 : Pengatur voltan boleh laras

TRANSISTOR PENGATUR SISI

PENGUAT RALAT

PEMBANDING SAMPEL DAN PELARASAN

VOLTAN RUJUKAN

VOLTAN DC TAK TERATUR VOLTAN DC

TERATUR

Diod zener dan perintang Rs memberikan voltan rujukan yang tetap pada pengeluar Q2. Rangkaian

R1, VR1 dan R2 adalah pembahagi voltan merentasi keluaran dan berkadaran voltan yang sesuai

untuk dasar Q2. Jika voltan diod zener 12V, voltan yang sesuai pada tapak Q2 adalah lebih kurang

12.6V ( VBE = 0.6V ). Perintang RB memberikan voltan pincang hadapan kepada Q1. Rajah 4.19

adalah litar persamaannya.

VR mewakili rintangan antara pemungut dan pengeluar transistor Q2

Rajah 4.19 : Litar persamaan pengatur voltan boleh laras

Kendalian litar sebagai pengatur voltan boleh laras : Merujuk kepada rajah 4.18, sebarang

perubahan pada transistor Q2 akan mengubah pincang hadapan transistor Q1. Jika gelangsar VR1

pada A, maka VB transistor Q2 akan bertambah positif dan menjadikan VBE transistor Q2 juga

bertambah, Arus IC transistor Q2 juga bertambah ini bermakna VB transistor Q1 berkurang positif,

maka VBE transistor Q1 berkurang, dengan itu IC dan IE transistor Q1 berkurang. Berkurangnya IC

atau IE transistor Q1 menjadikan rintangan pemungut dan pengeluar transistor Q1 bertambah, maka

voltan keluaran akan menjadi minima. Apabila gelangsar VR1 pada B maka kendalian litar adalah

disebaliknya dimana voltan keluaran adalah dalam keadaan maksima.

Kendalian litar sebagai pengatur voltan : Dalam waktu yang sama litar ini juga akan mensetabilkan

voltan keluarannya. Jika berlaku perubahan pada beban atau voltan masukan pengatur akan

mengekalkan keluarannya.

Jika rintangan beban keluaran bertambah, voltan keluaran juga akan bertambah, maka VB transistor

Q2 juga bertambah iaitu VBE transistor Q2 bertambah. Bertambahnya VBE menjadikan IB dan IC

transistor Q2 juga bertambah, VB transistor Q1 berkurang positif maka VBE transistor menjadi

berkurang, IC dan IE transistor Q1 berkurang menjadikan ritangan antara pemungut dan pengeluar

transistor Q1 bertambah, voltan susut juga bertambah dan dengan itu voltan keluaran yang meningkat

tadi akan dikurangkan semula kenilai yang asal.

iii Pengatur voltan Litar Bersepadu (I.C)

Pengatur voltan siri 78XX dan 79XX adalah antara pengatur voltan jenis IC yang mudah. IC ini

hanya mempunyai tiga terminal dimana tanda XX adalah menunjukkan nilai voltan keluaran

manakala angka kedua menunjukan kekutuban voltan masukan dan keluaran iaitu 8 mewakili voltan

positif dan 9 mewakili voltan negatif. Pengatur litar bersepadu jenis ini menghasilkan voltan

keluaran yang tetap.

Contoh :

LM 7805 voltan keluarannya adalah +5V

LM7905 voltan keluarannya adalah -5V

Rajah 4.20 menunjukkan litar pengatur voltan litar bersepadu.

Rajah 4.20 : Sebahagian litar bekalan kuasa pengatur voltan litar bersepadu (IC)

Terdapat juga pengatur litar bersepadu tiga terminal yang mempunyai voltan keluaran yang boleh

diubah. Jadual 4.21 menunjukkan data pengatur litar bersepadu (IC).

Jadual 4.21 : Sebahagian data pengatur jenis IC tiga terminal

Positive Output Voltage Negative Output VoltageOutputCurrent

FixedOutputVoltage

AdjustableOutputVoltage

FixedOutputVoltage

AdjustableOutputVoltage

5 Amperes DeviceOutput VoltagePackage

LM338+1.2V to +33V

TO-3

3 Amperes DeviceOutput VoltagePackage

LM323+5.0V

TO-3

LM350+1.2V to +33V

TO-3

LM345-5.0V, 5.2V

TO-3

1.5 Amperes DeviceOutput Voltage

Package

LM340-XX,LM78XX+5V, +6V,+8V, +10V,+12V, +15V,+18V, +24VTO-3, TO-220

LM317+1.2V to +37VHigh Voltage(HT)1.2V to +57V

T0-3, TO-220

LM320-XX, LM79XX-5.0V, -5.2V,-6.0V, -8.0V,-9.0V, -12.0V-15V, -18V, -24V

TO-3, TO-220

LM337-1.2V to -37VHigh Voltage(HT)-1.2V to -47V

TO-3, TO-220

500 milliamperes

DeviceOutput Voltage

Package

LM341-XXLM78MXX+5V, +6V,+8V, +10V,+12V, +15V,+18V, +24VTO-202

LM317M+1.2V to +37V

TO-202, T0-39

LM320M, LM79MXX-5.0V, -5.2V,-6.0V, -8.0V,-9.0V, -12.0V-15V, -18V, -24V

TO-202, TO-39

LM337M-1.2V to -37V

TO-202,TO-39

250 mlliamperes

DeviceOutput Voltage

Package

LM342-XX+5V, +6V,+8V, +10V,+12V, +15V,+18V, +24VTO-202

LM320ML-5.0V, -6.0V,-8.0V, -10V,-12V, -15V-18V, -24VTO-202

100 milliamperes

DeviceOutput Voltage

Package

LM340LA-XX,LM78L-XX+5V, +6V,+8V, +10V,+12V, +15V,+18V, +24VTO-39, TO-92

LM320L-XXLM79L-XX-5.0V, -6.0V,-8.0V, -9V,-12V, -15V-18V, -24VTO-92, TO-39

4.2 PENGUJIAN DAN KESELAMATAN

4.1.1 Mengesan kerosakan

Dalam litar bekalan kuasa pengatur voltan terdapat empat peringkat iaitu pengubah, penerus, penapis

dan pengatur, kerosakan boleh berlaku dimana-mana peringkat. Pemerhatian yang khusus perlu

dibuat untuk mengenal pasti kesan (symptom) kerosakan. Pertama pastikan bekalan ac pada litar

disambung dengan betul dan suis ditutup (on). Jika tiada voltan dc keluaran tiada, pastikan ada

voltan ac masukan pada belitan sekunder, jika tiada voltan ac pada sekunder pengubah, tiga

kemungkinan kerosakan boleh berlaku:

a) Belitan primer atau sekunder terbuka

b) Dawai penyambung dari palam terbuka / putus

c) Fius terbuka / putus.

Untuk menguji, pastikan suis soket dibuka (off) dan palam ditanggalkan dari soket, meter Ohm boleh

digunakan untuk menguji keterusannya. Jadual 4.23 menunjukkan simptom dan kerosakan yang

berlaku pada bekalan kuasa pengatur voltan boleh laras. Terdapat tiga jenis kerosakan yang biasa

berlaku kepada komponen elektronik :

1. Terbuka

2. Terpintas

3. Bocor

KESAN KEROSAKAN

1. Kerosakan pada pengubah

Voltan dc keluaran 0V dan tiada voltan sekunder. Rintangan belitan primer dan sekunder rendah (normal)

Dawai penyambung bekalan masukan atau fius terbuka

Voltan dc keluaran 0V dan tiada voltan ac pada belitan sekunder. Rintangan belitan primer infiniti dan rintangan rendah pada belitan sekunder.

Belitan primer terbuka

Voltan dc keluaran 0V dan tiada voltan ac pada belitan sekunder.Rintangan belitan sekunder infiniti dan rintangan rendah pada belian primer.

Belitan sekunder terbuka

2. Kerosakan pada penerus (gelombang penuh dan tetimbang)

Voltan dc keluaran rendah dan terdapat voltan riak. Diod penerus terbuka

Fius terbuka disebabkan arus yang berlebihan. Rintangan pada pengubah normal

Diod penerus pintas.

Litar berfungsi dengan normal tetapi voltan dc keluaran lebih rendah dari yang sepatutnya.

Rintangan diod penerus menjadi tinggi (maka voltan pincang bertambah)

3. Kerosakan kapasitor penapis

Voltan dc keluaran rendah, paras voltan riak bertambah. Pengaturan voltan lemah.

Kapasitor penapis terbuka

Fius terbuka, rintangan keluaran penerus rendah bila diukur pincang depan dan songsang.

Kapasitor penapis pintas.

Voltan dc keluaran rendah dengan paras voltan riak bertambah. Pengaturan voltan lemah (mungkin litar berfungsi dengan tak stabil)

Kapasitor penapis bocor.

4. Kerosakan litar pengatur

Voltan dc keluaran 0V dan voltan masukan ke pengatur sedikit tinggi dari normal.

Transistor siri dasar dan pengeluar terbuka.

Voltan masukan dan keluaran pengatur sama, fius boleh jadi terputus atau merosakan transistor disebabkan arus yang berlebihan.

Transistor pemungut dan pengeluar terpintas.

Voltan dc keluaran rendah, transistor siri menjadi panas. Diod zener terpintas

Tiada voltan rujukan, voltan dc keluaran mungkin akan tinggi atau rendah bergantung kepada corak sambungan diod zener.

Diod zener terbuka.

Voltan dc keluaran lebih tinggi dari sepatutnya, tiada pengaturan voltan dan tiada voltan kawalan.

Penguat ralat terbuka (transistor atau I.C)

Diod zener menjadi panas disebabkan arus yang berlebihan. Litar tak boleh dikawal. Voltan dc keluaran rendah lebih rendah dari voltan zener.

Penguat ralat pintas.

Rajah 4.23 : Jadual kesan dan kerosakan Unit Bekalan Kuasa Pengatur Voltan Boleh Laras.

Terdapat tiga kaedah asas mengesan kerosakan :

a) Pemerhatian dengan pancaindera – melihat fizikal komponen jika ada yang hangus atau

sebagainya dan menghidu jika ada komponen terbakar.

b) Suntikan dan surihan isyarat.

c) Sukatan voltan dan rintangan.

4.1.2 Langkah-langkah keselamatan

i. Keselamatan diri

Anda merupakan individu yang melakukan tugas atau kerja. Kecuaian semasa melakukan

kerja boleh mengakibatkan kemalangan diri anda. Oleh yang demikian dengan mematuhi

peraturan keselamatan dengan betul amatlah penting demi untuk mengelakkan diri daripada

terlibat dengan sebarang kemalangan. Antara peraturan yang perlu diikuti dan diamalkan

adalah :

Cara berpakaian

- Memakai pakaian bengkel

- Memakai kasut bertebat dan bertumit rendah

- Tidak memakai barang kemas

- Tidak memakai tali leher

Sikap

- Sentiasa mematuhi arahan

- Merancang aktiviti sebelum memulakan kerja

- Melaporkan sebarang kerosakan

- Menggunakan alat yang betul

- Menggunakan alat mengikut prosedur yang ditetapkan

Fizikal

- Sihat

- Tidak rabun warna

- Jelas penglihatan

ii. Keselamatan alat

Peralatan elektrik hendaklah sentiasa dalam keadaan baik dan dilengkapi dengan ciri-ciri

keselamatan yang ditetapkan. Antara ciri keselamatan yang perlu diperhatikan adalah:

Penebatan

- Semua alat dan perkakasan elektrik hendaklah mempunyai penebat

yang baik dan sempurna.

Penggunaan alat pematerian (soldering iron)

- Alat pemateri adalah satu alat untuk meleburkan bahan pemateri,

oleh yang demikian hujung alat peteri adalah panas dengan itu

elakkan dari meletakkannya dimerata-rata. Letakkan alat pemateri

di pemegangnya (holder).

- Elakkan dari mengetuk alat pateri untuk membersihkan hujung alat

pemateri dari bahan pateri sebab ia akan merosakkan elemen

pemanasnya. Gunakan span basah untuk membersihkannya

Penggunaan meter pelbagai (multimeter)

- Gunakan julat yang betul

- Pastikan kekutuban yang betul

MEMBINA BEKALAN KUASA PENGATUR VOLTAN DC BOLEH LARAS

OBJEKTIF:

1. Membina bekalan kuasa pengatur voltan boleh laras menggunakan transistor

2. Menggunakan alat tangan dengan betul

3. Membuat pematerian dengan baik

4. Menguji kefungsian litar bekalan kuasa boleh laras

5. Mengamalkan keselamatn diri dan alat semasa ditempat kerja

BAHAN / PERALATAN:

PERALATAN KUANTITI BAHAN KUANTITI

Set peralatan tangan kerja pematerian 1 set Pengubah 240V/18V 1A 1 unit

Osiloskop 1 set Palam 3 pin 1 unit

Meterpelbagai 1 set Pemegang fius dan fius 1.5A 1 set

Penerus tetimbang 1A 1 unit

Perintang 2.2K ½W 1 unit

Perintang 4.7K ½W 1 unit

Perintang 1.2K ½W 1 unit

Perintang 1K ½W 2 unit

Perintang berubah 10K 1 unit

Kapasitor 2200uF 35V 1 unit

Kapasitor 100uF 25V 1 unit

Transistor BD207 1 unit

Transistor C1815 2 unit

Diod zener 6.2V 1 unit

Papan jalur

Suis 1 unit

Bahan pateri secukupnya

LANGKAH KERJA

1. Sediakan peralatan tangan dan bahan/komponen

2. Rajah 4.24 adalah satu litar skema bekalan kuasa pengatur voltan boleh laras, dengan

menggunakan alatan pematerian sambungkan litar itu pada papan jalur.

3. Setelah semua komponen telah disambung, pastikan semua sambungan dibuat dengan betul

dan dapatkan pengesahan dari guru.

4. Uji kefungsian litar dan pastikan litar berfungsi dengan baik.

5. Gunakan meter pelbagai, ukur voltan keluaran dc dan laras VR supaya voltan yang berubah

dapat diperoleh.

6. Laras VR supaya voltan keluaran berada dalam keadaan minima, ukur voltan pada setiap

titik ujian dan catatkan semua keputusan dalam jadual 4.25.

7. Laras VR supaya voltan keluaran berada dalam keadaan maksima, ukur voltan pada setiap

titik ujian dan catatkan semua keputusan dalam jadual 4.25.

8. Gunakan litar yang sama dan telah berfungsi dengan baik. Buat kerosakan seperti dalam

jadual 4.26 dan catatkan semua dapatan dalam jadual 4.26.

Transistor Vout

Titik ujian

Voltan dc

MINIMA

Voltan dc

MAKSIMABENTUK GELOMBANG Vp-p

Tapak

Q1 Pengeluar (Vout)

Pemungut

Tapak

Q2 Pengeluar

Pemungut

Tapak

Q3 Pengeluar

Pemungut

Jadual 4.25

Kerosakan Voltan dc Q1 Voltan dc Q2 Voltan dc Q3

VB VE VC VB VE VC VB VE VC

RA

JAH

4.2

4 :

LIT

AR

BE

KA

LA

N K

UA

SA

PE

NG

AT

UR

VO

LTA

N B

OL

EH

LA

RA

S

GLOSERI

ac - alternating current, dalam bahasa melayu arus ulang alik.

dc - direct current, dalam bahasa melayu arus terus.

IZ - arus diod zener

Np - merujuk kepad pengubah bermakna bilangan lilitan primer

Ns - merujuk kepada pengubah bermakna bilangan lilitan sekunder

RL - perintang beban

RCE - rintangan antara pemungut dan pengeluar transistor

VB - voltan pada dasar transistor.

VE - voltan pengeluar transistor

VC - voltan pemungut transistor

VCE - voltan susut antara pemungut dan pengeluar transistor

Vz - voltan diod zener

Vp-p - voltan puncak ke puncak

Vp - merujuk kepada pengubah bermakna voltan primer

Vs - merujuk kepada pengubah bermakna voltan sekunder